JP2003201122A - 粒状ヘマタイト粒子粉末の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高純度であって平衡水分量が小さく、且つ、
吸油量が改善された粒状ヘマタイト粒子粉末を安価な鉄
原料を用いてオートクレーブ等の特殊な容器を用いるこ
となく、工業的、経済的に製造する。 【解決手段】 硝酸第一鉄水溶液に、鉄材とヘマタイト
種晶との存在下、温度８０〜９０℃の範囲内において酸
素含有ガスを通気することにより粒状ヘマタイト粒子を
主成分とする赤褐色沈澱を生成させた後、該赤褐色沈澱
を濾別、水洗、乾燥し、次いで、空気中４５０〜９００
℃の温度範囲で加熱することを特徴とする粒状ヘマタイ
ト粒子粉末の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高純度であって平衡水
分量が小さく、且つ、吸油量が改善された粒状ヘマタイ
ト粒子粉末を工業的、経済的に有利に製造する方法に関
する。

【０００２】本発明によって製造される粒状ヘマタイト
粒子粉末の主な用途は、塗料用、樹脂着色用、印刷イン
キ用、化粧品用、建築材料用等の赤色系着色酸化鉄顔料
である。

【０００３】

【従来技術】粒状ヘマタイト粒子は、浅赤色から濃赤色
までの赤色を呈している為、顔料とビヒクル又は樹脂と
を混合して塗料、着色樹脂、印刷インキ、化粧品を製造
する際に、また、顔料とセメント、コンクリート、アス
ファルト等とを混合して建築用材料を製造する際に赤色
系着色酸化鉄顔料として広く使用されている。

【０００４】粒状ヘマタイト粒子の粒子サイズと色相と
は密接な関係にあり、粒状ヘマタイト粒子の粒子サイズ
を制御することによって浅赤色から濃赤色までの広範囲
の色相を有する粒状ヘマタイト粒子が製造されている。
粒子サイズが大きくなる程色相は濃くなる傾向にあり、
平均粒子径が０．２μｍ以下の粒状ヘマタイト粒子は浅
赤色であり、その下限値は０．０５μｍである。平均粒
子径が０．４〜０．６μｍの粒状ヘマタイト粒子は濃赤
色であり、平均粒子径が０．２μｍを超え、０．４μｍ
未満のヘマタイト粒子は浅赤色乃至濃赤色である。

【０００５】粒状ヘマタイト粒子粉末は、文化や生活面
から、また作業性、環境性の面から、品質や諸特性の改
良が行われている。一方、近時、工業性、経済性の面か
ら安価な原料を使用し、オートクレーブ等の特殊な容器
を使用することなく品質や諸特性が優れた赤色系着色酸
化鉄顔料を製造することが強く要求されている。

【０００６】従来、赤色系着色酸化鉄顔料の代表的な製
造法として、硫酸第一鉄水溶液と水酸化ナトリウム等の
水酸化アルカリ水溶液とを用いて得られた水酸化第一鉄
を含む懸濁液に、ｐＨ４．５〜６．５であって温度６５
〜９０℃の範囲で酸素含有ガスを通気することによりマ
グネタイト粒子を生成し、該マグネタイト粒子を濾別、
水洗、乾燥後４５０〜８００℃の温度範囲で加熱するこ
とにより製造する方法（例えば、特公昭４９−３５５２
０号公報等）及び水溶液中からヘマタイト粒子を生成さ
せ、該ヘマタイト粒子を濾別、水洗後、乾燥する方法
（例えば、特公昭３５−１２２４号公報、特公昭３８−
９８５２号公報、特開昭４９−７３４００号公報、特開
昭５１−８１９３号、特開２００１−２００１７７号
等）等が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする問題点】高純度であって平衡
水分量が小さく、且つ、吸油量が改善された粒状ヘマタ
イト粒子粉末を工業的、経済的に有利に製造することは
現在最も要求されているところであるが、粒状ヘマタイ
ト粒子を製造する前出公知方法による場合には未だ十分
とは言い難い。

【０００８】即ち、前出特公昭４９−３５５２０号公報
記載の製造法による場合には、原料として高価な水酸化
ナトリウム等の水酸化アルカリ水溶液を使用するため、
工業的、経済的とはいえない。

【０００９】前出特公昭３５−１２２４号公報記載の方
法は、非硫化鉄鉱粒子と硝酸水溶液とを用い、残渣を分
離した硝酸鉄水溶液を密閉容器中５０℃以上の温度で加
熱した後急冷することによりヘマタイト粒子を生成させ
るものであり、鉄原料として安価な非硫化鉄鉱粒子を用
いるものではあるが、オートクレーブという特殊な容器
が必要である。

【００１０】前出特公昭３８−９８５２号公報記載の製
造法は、オートクレーブを用いて第一鉄塩のｐＨ価が４
〜５である酸性溶液に、鉄材の存在下、気体酸化剤の連
続圧入により、水溶液中からヘマタイト粒子を生成させ
るものであり、鉄原料として安価な鉄材を用いるもので
はあるが、オートクレーブという特殊な容器が必要であ
る。また、生成物は「本法により製造される赤色酸化第
二鉄はアルファ型酸化鉄で分析の結果、反応温度が９５
℃にて得られるものはＦｅ₂Ｏ₃1/2Ｈ₂Ｏであり１２０℃
にて得られるものはＦｅ₂Ｏ₃であった。」なる記載の通
り、常圧下においては純度が低いヘマタイト粒子しか得
られない。

【００１１】前出特開昭４９−７３４００号公報記載の
方法は、第一鉄塩水溶液に、種晶及び金属鉄の存在下、
酸素含有ガスを通気することによりヘマタイト粒子を生
成させるものであり、オートクレーブ等の特殊な容器を
用いてはいないものの、生成ヘマタイト粒子中に、約１
５重量％以下のα−ＦｅＯＯＨが混在している。

【００１２】前出特開昭５１−８１９３号公報記載の方
法は、酸根の当量以上の量の炭酸水素アルカリ単独、若
しくは、炭酸水素アルカリと炭酸アルカリ、水酸化アル
カリを併用して全アルカリは酸根の当量以上で、水酸化
アルカリ成分は酸根の当量以下である量のアルカリを第
一鉄塩水溶液に加え、ｐＨ７〜１１、６５℃以上沸点以
下の温度で酸化反応を行うものであり、オートクレーブ
等の特殊な容器を用いてはいないものの、アルカリ水溶
液として高価な炭酸アルカリを併用しており、工業的、
経済的とは言い難い。また、「Ｘ線分析の結果、大部分
がヘマタイトであった。」なる記載の通り、ヘマタイト
以外に不純物を含有するものであった。

【００１３】前出特開２００１−２００１７７号記載の
方法は、塩化鉄水溶液に、鉄材とヘマタイト種晶との存
在下、温度７０〜１００℃の範囲内において酸素含有ガ
スを通気することにより粒状ヘマタイト粒子を主成分と
する赤褐色沈澱を生成させるにあたり、前記ヘマタイト
種晶として温度９０℃以上において希硝酸と鉄材との間
の反応により生成したヘマタイトを用いることにより、
彩度の優れた酸化鉄赤色顔料を得るものであり、純度や
平衡水分量等を改善するものではない。

【００１４】そこで、本発明は、高純度であって平衡水
分量が小さく、且つ、吸油量が改善された粒状ヘマタイ
ト粒子粉末を安価な鉄原料を用いてオートクレーブ等の
特殊な容器を用いることなく、工業的、経済的に製造す
ることを技術的課題とする。

【００１５】

【課題を解決する為の手段】前記技術的課題は、次の通
りの本発明によって達成できる。

【００１６】即ち、本発明は、硝酸第一鉄水溶液に、鉄
材とヘマタイト種晶との存在下、温度８０〜９０℃の範
囲内において酸素含有ガスを通気することにより粒状ヘ
マタイト粒子を主成分とする赤褐色沈澱を生成させた
後、該赤褐色沈澱を濾別、水洗、乾燥し、次いで、空気
中４５０〜９００℃の温度範囲で加熱することを特徴と
する粒状ヘマタイト粒子粉末の製造法である。（発明
１）

【００１７】また、本発明は、ヘマタイト種晶が、鉄材
を含む温度９０〜９５℃の水溶液に、該温度範囲に維持
しながら希硝酸を添加することにより硝酸第二鉄沈澱を
生成させ、次いで、該硝酸第二鉄を加水分解することに
より生成したヘマタイト粒子であることを特徴とする発
明１記載の粒状ヘマタイト粒子粉末の製造法である。
（発明２）

【００１８】本発明の構成をより詳しく説明すれば、次
の通りである。

【００１９】先ず、本発明に係る粒状ヘマタイト粒子粉
末の製造法について述べる。

【００２０】本発明において使用する鉄塩水溶液として
は、硝酸第一鉄水溶液を使用することが肝要である。硝
酸第一鉄水溶液以外の塩化鉄等の鉄塩水溶液を使用して
も、本発明の目的とする粒状ヘマタイト粒子粉末は得ら
れない。工業性、経済性を考慮すれば、濃度が１．０〜
２．５ｍｏｌ／ｌの範囲のｐＨ２〜４の水溶液が好まし
い。

【００２１】本発明における鉄材としては、スクラップ
鉄等が使用でき、具体的には、チョッパー等各種形態の
ものがある。存在させる鉄材の量は、粒状ヘマタイト粒
子の生成反応が終了するまでに消費される量を超える過
剰量である。鉄材の量が不足する場合には、ヘマタイト
種晶の十分な成長反応が困難となる。そのため、水溶液
中から生成した粒状ヘマタイト粒子を加熱して得られた
粒状ヘマタイト粒子もまた平均粒子径が小さく、所望の
色相を有する赤色系着色酸化鉄顔料を得ることが困難と
なる。

【００２２】本発明におけるヘマタイト種晶としては、
平均粒子径０．００５μｍ以上、０．１μｍ未満の範
囲、好ましくは０．００５〜０．０５μｍ、より好まし
くは０．０１〜０．０５μｍの範囲であって、粒子形状
が粒状であることが好ましい。ヘマタイト種晶の平均粒
子径が上記範囲外の場合には、その後の粒状ヘマタイト
粒子の生成反応においてヘマタイト種晶の均一且つ十分
な成長反応が困難となり、水溶液中から生成する粒状ヘ
マタイト粒子の粒度分布が不均斉となりやすい。

【００２３】平均粒子径が上記範囲のヘマタイト種晶
は、鉄材を含む温度９０〜９５℃、好ましくは９０〜９
４℃の水溶液に、該温度範囲に維持しながら希硝酸を添
加することにより硝酸第二鉄沈澱を生成させ、次いで、
該硝酸第二鉄を加水分解することにより得ることができ
る。

【００２４】ヘマタイト種晶の生成反応における希硝酸
の添加時の温度が９０℃未満の場合には、ヘマタイト粒
子以外に多量のα−ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）等が生成
しやすくなる。９５℃を越える場合には、ヘマタイト種
晶の生成反応速度が急速となり、生成ヘマタイト種晶の
サイズ等の品質制御が困難となる。

【００２５】添加する希硝酸の濃度は２０〜３０％が好
ましい。

【００２６】希硝酸の添加方法は、一時に全部を添加し
ても、また、分割添加しても連続添加してもよい。好ま
しくは連続添加である。

【００２７】ヘマタイト種晶の生成反応における硝酸第
二鉄の加水分解反応は、溶液を循環する等系を均一にす
ることにより反応を均一に行うことが肝要である。

【００２８】加水分解反応時の温度は、希硝酸を添加す
るときの温度と同様に９０〜９５℃の範囲で行なえばよ
い。加水分解反応時の時間は、１〜４時間が好ましい。

【００２９】本発明に係る粒状ヘマタイト粒子粉末の製
造にあたり、ヘマタイト種晶は、スラリー、ケーキ及び
粉末のいずれの形態で使用してもよいが、スラリーが好
ましい。殊にスラリー濃度が２０〜４０ｇ／ｌの範囲の
ものが好ましい。

【００３０】粒状ヘマタイト粒子の製造にあたり存在さ
せるヘマタイト種晶の量は、水溶液中から生成する粒状
ヘマタイト粒子に対して５〜４０重量％が好ましく、よ
り好ましくは１０〜３０重量％である。５重量％未満で
ある場合には、ヘマタイト種晶が少ないためにヘマタイ
ト種晶の均一な成長反応が困難となる。４０重量％を越
える場合には、種晶が多いことに起因して、目的とする
大きさの粒状ヘマタイト粒子を得るために長時間を要
し、工業的、経済的ではない。

【００３１】本発明における酸素含有ガス通気時の水溶
液温度は、８０〜９０℃、好ましくは８２〜９０℃であ
る。８０℃未満の場合には、生成粒状ヘマタイト粒子中
に多量のゲータイト粒子が混在してくる。９０℃を越え
る場合にも、粒状ヘマタイト粒子を主成分とする赤褐色
沈澱が得られるが、必要以上に温度を高くする意味はな
い。８０〜９０℃の温度範囲内であれば、反応初期から
反応終了時までの温度及び空気通気量を一定としてもよ
いし、また、反応母液の粘度や生成粒状ヘマタイト粒子
の大きさ（色相）等の反応の状況を見ながら温度及び空
気通気量を変化させてもよい。

【００３２】粒状ヘマタイト粒子粉末の生成反応におい
て、鉄材とヘマタイト種晶とを含む硝酸第一鉄水溶液の
反応粘度が低くゲル状態にならない場合には、必要によ
り、追加の硫酸第一鉄溶液を添加して、高濃度で反応を
行ってもよい。

【００３３】本発明における酸素含有ガスは、例えば空
気を液中に通気することにより行う。

【００３４】ヘマタイト種晶の成長反応の反応終点は、
生成赤褐色沈澱の一部を定期的に抜き取り、抜き取った
赤褐色粉末の色と標準とする顔料の色とを比較し、所望
の色相と同一となった時とする。

【００３５】ヘマタイト種晶の成長反応が終了すると、
２００〜３３０メッシュの篩を用いて鉄材を赤褐色沈澱
から分別、除去する。

【００３６】本発明における赤褐色沈澱は、常法により
濾別、水洗、乾燥する。必要により常法によりアトマイ
ザー等を用いて粉砕してもよい。

【００３７】得られた赤褐色粉末は、粒状ヘマタイト粒
子が９６重量％以下であって残部がα−ＦｅＯＯＨ及び
／又はα−Ｆｅ₂Ｏ₃・ＸＨ₂Ｏである混合粉末である。
この混合粉末は平衡水分量が０．８〜１．２％程度と大
きく、着色力は１００％以下と小さく、耐熱性も２２０
℃以下と小さいものである。また、殊に、平均粒子径が
０．４〜０．６μｍの濃赤色粉末は、数個が集合して見
かけ上大きな凝集粒子となって水溶液中から生成するた
め粉砕に伴う小粒子化による色相変化が大きく粉砕前に
濃赤色を呈するものであっても、粉砕後には浅赤色に変
化し、濃赤色の色相の顔料を得ることが困難である。具
体的には、Ｌ^*値が２２〜２４、ａ^*値が２４〜２９、ｂ
^*値が１３〜２０である濃赤色が粉砕後にはＬ^*値が２５
〜２９、ａ^*値が３０〜３４、ｂ^*値が３０〜３５の浅赤
色となる。

【００３８】本発明における水溶液中から生成した赤褐
色粉末は、空気中４５０〜９００℃、好ましくは６００
〜９００℃の温度範囲で加熱する。４５０℃未満の場合
には、高純度であって平衡水分量が小さく、且つ、吸油
量が改善された粒状ヘマタイト粒子粉末を得ることが困
難となる。９００℃を越える場合には、粒子及び粒子相
互間で焼結が生起して固い粒子となるため粉砕が困難と
なり、その結果、ビヒクル中や樹脂中への分散が困難と
なる。

【００３９】空気中における加熱時間は、好ましくは３
０〜１５０分間、より好ましくは５０〜１００分間であ
る。３０分未満の場合には、脱水が不十分であり平衡水
分量が小さいヘマタイト粒子を得ることが困難となる。
１５０分を越えて必要以上に長時間加熱する必要はな
い。

【００４０】本発明に係る粒状ヘマタイト粒子粉末の製
造法によれば、平均粒子径が０．０５〜０．６μｍであ
って、ヘマタイトが９７重量％以上、好ましくは９７．
５重量％以上、より好ましくは９８重量％以上の高純度
であって、平衡水分量が０．５％以下、好ましくは０．
３％以下、より好ましくは０．２５％以下であって、吸
油量が３〜３５％、好ましくは５〜３３％程度改善され
た粒状ヘマタイト粒子粉末が得られる。また、耐熱性は
４５０℃以上、好ましくは５００℃以上であり、その上
限値は８００℃であり、着色力も１０５％以上に改善さ
れていた。着色力の上限は１２０％である。更に、平均
粒子径が０．４〜０．６μｍの粒状ヘマタイト粒子は、
粉砕によっても小粒子化による色相変化がなく、所望の
色相、即ち、Ｌ^*値２２〜２４、ａ^*値２４〜２９、ｂ^*
値１３〜２０である赤色系酸化鉄顔料が得られる。

【００４１】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な実施の形態は、
次の通りである。

【００４２】尚、以下の実施の形態、後出実施例及び比
較例における粒子の平均粒子径は、ＢＥＴ法により測定
した値から算出した値で示した。

【００４３】顔料の純度は、ＪＩＳ Ｋ ５１０９−１
９７２「べんがら（顔料）」の「７．３ 酸化第二鉄」
の測定方法に基づいて、試料を塩酸に溶かし、塩化第一
すず溶液を加えて鉄を還元し、さらに塩化第二水銀溶液
を加えて塩化第一水銀の沈澱を作り、指示薬としてジフ
ェニルアミン−４−スルホン酸ナトリウム溶液を加え、
重クロム酸カリウム溶液で滴定する方法により求めた値
で示した。

【００４４】平衡水分量は、ＪＩＳ Ｋ ５１０１−１
９７８「顔料試験方法」の「２２．水溶分」に従って測
定した値で示した。

【００４５】吸油量は、ＪＩＳ Ｋ ５１０１−１９７
８「顔料試験方法」の「１９．吸油量」に従って測定し
た値で示した。

【００４６】耐熱性は、下記測定用試料片を電気炉に入
れ、電気炉の温度を種々変化させて各温度において１５
分間加熱処理を行い、塗布板の各温度における加熱前後
での色相（Ｌ^*値、ａ^*値、ｂ^*値）を、多光源分光測色
計（ＭＳＣ−ＩＳ−２Ｄ、スガ試験機(株)製）Ｍｕｌｔ
ｉ−ｓｐｃｔｒｏ−ｃｏｌｏｕｒ−Ｍｅｔｅｒを用いて
測定し、加熱前の測色値を基準に下記式で示されるΔＥ
^*を求め、片対数グラフを用いて横軸に加熱温度を、縦
軸にΔＥ^*値をプロットし、ΔＥ^*値がちょうど２．０と
なるときの温度を塗布膜の耐熱温度とした。

【００４７】ΔＥ^*＝（（ΔＬ^*）²＋（Δａ^*）²＋（Δ
ｂ^*）²）^1/2 ΔＬ^*値： 比較する試料の加熱処理前後のＬ^*値の差 Δａ^*値： 比較する試料の加熱処理前後のａ^*値の差 Δｂ^*値： 比較する試料の加熱処理前後のｂ^*値の差

【００４８】なお、測色用試料片は、後述する処法によ
って調製した塗料を冷間圧延鋼板（０．８ｍｍ×７０ｍ
ｍ×１５０ｍｍ）（ＪＩＳ Ｇ−３１４１）に１５０μ
ｍの厚みで塗布、乾燥して塗膜を形成することによって
得た。上記測色用試料片を多光源分光測色計（ＭＳＣ−
ＩＳ−２Ｄ、スガ試験機(株)製）Ｍｕｌｔｉ−ｓｐｃｔ
ｒｏ−ｃｏｌｏｕｒ−Ｍｅｔｅｒを用いてＨｕｎｔｅｒ
のＬａｂ空間によりＬ ^*値、ａ^*値及びｂ^*値をそれぞれ
測色し、国際照明委員会（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎｎａｌｅ ｄｅ ｌ’Ｅｃｌａｉｒ
ａｇｅ，ＣＩＥ）１９７６（Ｌ^*値、ａ^*値、ｂ^*値）均
等知覚空間に従った値で示した。

【００４９】着色力は、加熱前後の赤色系顔料のそれぞ
れを用いて下記に示す方法に従って作製した展色エナメ
ルのそれぞれを、キャストコート紙上に１５０μｍ（６
ｍｉｌ）のアプリケーターを用いて塗布して塗布片を作
製し、 該塗布片について、多光源分光測色計（ＭＳＣ−
ＩＳ−２Ｄ、スガ試験機株式会社製）Ｍｕｌｔｉ−ｓｐ
ｅｃｔｒｏ−ｃｏｌｏｕｒ−Ｍｅｔｅｒを用いてＬ^*値
を測色し、標準試料として用いた加熱処理前のＬｓ^*値
と加熱処理後のＬｍ^*値とを用いて下記式に従って算出
した値を着色力（％）として示した。

【００５０】 着色力（％）＝１００＋[（Ｌｓ^*−Ｌｍ^*）×１０]

【００５１】原色エナメルの作製：上記試料粉体１０ｇ
とアミノアルキッド樹脂１６ｇ及びシンナー６ｇとを配
合して３ｍｍφガラスビーズ９０ｇと共に１４０ｍｌの
ガラスビンに添加し、次いで、ペイントシェーカーで４
５分間混合分散した後、アミノアルキッド樹脂５０ｇを
追加し、更に５分間ペイントシェーカーで分散させて、
原色エナメルを作製した。

【００５２】展色エナメルの作製：上記原色エナメル１
２ｇとアミラックホワイト（二酸化チタン分散アミノア
ルキッド樹脂）４０ｇとを配合し、ペイントシェーカー
で１５分間混合分散して、展色エナメルを作製した。

【００５３】色相は、試料０．５ｇとヒマシ油０．５ｍ
ｌとをフーバー式マーラーで練ってペースト状とし、こ
のペーストにクリアラッカー４．５ｇを加え、混練、塗
料化してキャストコート紙上に１５０μｍ（６ｍｉｌ）
のアプリケーターを用いて塗布した塗布片を作製し、 該
塗布片について、多光源分光測色計（ＭＳＣ−ＩＳ−２
Ｄ、スガ試験機株式会社製）Ｍｕｌｔｉ−ｓｐｅｃｔｒ
ｏ−ｃｏｌｏｕｒ−Ｍｅｔｅｒを用いてＪＩＳ Ｚ ８
７２９に定めるところに従ってそれぞれ測定した。

【００５４】＜ヘマタイト種晶の製造＞反応容器に、鉄
材３６０Ｋｇと水とを投入して全容５ｍ³とした後、９
０℃まで昇温し、次いで、９０℃に維持しながら、濃度
３０％の希硝酸を１８ ｌ／分の割合で連続的に１５分
間添加することにより、硝酸第二鉄沈澱を生成させた。
次いで、上記硝酸第二鉄沈澱を含む懸濁液に濃度３０％
の希硝酸を５．５ ｌ／分の割合で１５０分間連続的に
添加して加水分解反応を行った。反応懸濁液の一部を採
取し、１２０℃で乾燥して得られた赤褐色粉末は、ヘマ
タイトであり、平均粒子径が０．０３μｍであった。
（種晶Ａとする。）

【００５５】＜ヘマタイト種晶の成長反応＞別の反応容
器に、鉄材チョッパー５０００Ｋｇを投入した後、上記
ヘマタイト種晶スラリー（ヘマタイト種晶濃度０．２１
ｍｏｌ／ｌ）を６ｍ³投入し、次いで、濃度１．８ｍｏ
ｌ／ｌの硝酸第一鉄８ｍ³を投入した後、水を加え全容
を３０ｍ³とした。得られた鉄材及びヘマタイト種晶を
含む硝酸第一鉄水溶液（ヘマタイト種晶の存在量は、生
成ヘマタイト粒子に対し、２０ｗｔ％に相当する。）に
空気を通気しながら５時間かけて８２℃まで昇温した
後、８２〜８５℃の温度範囲に２４時間保持した。この
時のＦｅ²⁺濃度は、３８ｇ／ｌであった。次いで、鉄材
及び反応生成物を含む上記硝酸第一鉄水溶液に、空気を
８５〜８８℃の温度範囲において４０時間通気しながら
赤褐色沈澱の生成を行った。上記赤褐色沈澱を常法によ
り濾別、水洗し、次いで１２０℃で乾燥した後、粉砕し
た。この赤褐色粉末は、平均粒子径０．１５μｍであっ
て、ヘマタイト含有量が９５％であり、平衡水分量が
１．１％、吸油量が３５ｍｌ／１００ｇ、耐熱性が１９
０℃であった。また、着色力は、１００％、色相は、Ｌ
^*値が３２．２、ａ^*値が３５．６及びｂ^*値が３８．２
であった。 ＜加熱工程＞上記赤褐色粉末５０Ｋｇを空気中７００℃
で１時間加熱した。加熱して得られた粉末は、平均粒子
径０．１６μｍであって、ヘマタイト含有量が９８％で
あり、平衡水分量が０．２重量％、吸油量が３２ｍｌ／
１００ｇ、耐熱性が４５０℃であった。また、着色力は
１１２％、色相はＬ^*値が３１．０、ａ^*値が３４．７及
びｂ^*値が３６．８であった。

【００５６】

【作用】本発明において最も重要な点は、硝酸第一鉄水
溶液に、鉄材とヘマタイト種晶との存在下、温度８０〜
９０℃の範囲内において酸素含有ガスを通気することに
より粒状ヘマタイト粒子を主成分とする赤褐色沈澱を生
成させた後、該赤褐色沈澱を濾別、水洗、乾燥し、次い
で、空気中４５０〜９００℃の温度範囲で加熱した場合
には、オートクレーブ等の特殊な容器を用いることなく
高純度であって平衡水分量が小さく、且つ、吸油量が改
善された粒状ヘマタイト粒子粉末を工業的、経済的に有
利に得ることができるという事実である。

【００５７】高純度のヘマタイト粒子が得られる理由に
ついて、本発明者は、水溶液中から生成した赤褐色粉末
を加熱することにより該赤褐色粉末に混在しているα−
ＦｅＯＯＨ及び／又はα−Ｆｅ₂Ｏ₃・ＸＨ₂Ｏの結晶内
不純物であるＨ₂Ｏが除去され、α−ＦｅＯＯＨ及びα
−Ｆｅ₂Ｏ₃・ＸＨ₂Ｏはヘマタイトに変態することによ
るものと考えている。

【００５８】平衡水分量が小さい粒状ヘマタイト粒子が
得られる理由について、本発明者は、同様に、水溶液中
から生成した赤褐色粉末を加熱することにより、ヘマタ
イト粒子表面が平滑になり、水分が吸着しにくくなるも
のと考えている。

【００５９】吸油量が小さい粒状ヘマタイト粒子が得ら
れる理由について、本発明者は、同様に水溶液中から生
成した赤褐色粉末を加熱することにより、ヘマタイト粒
子の表面積が小さくなると共に粒子表面が平滑になるこ
とによるものと考えている。

【００６０】耐熱性が優れている粒状ヘマタイト粒子が
得られる理由について、本発明者は、前述した通り、α
−ＦｅＯＯＨ及びα−Ｆｅ₂Ｏ₃・ＸＨ₂Ｏの結晶内不純
物であるＨ₂Ｏが除去されることにより、耐熱性の大き
いヘマタイトに変態したことによるものと考えている。

【００６１】着色力が優れているヘマタイト粒子が得ら
れる理由について、本発明者は、水溶液中から生成した
多結晶集合粒子が加熱することにより単一の結晶粒子に
なることによるものと考えている。

【００６２】浅赤色から濃赤色までの広範囲の任意の色
相を有する粒状ヘマタイト粒子粉末が得られる理由につ
いて、本発明者は、粒子サイズの制御が可能になったこ
とによるものと考えている。

【００６３】

【実施例】次に、実施例及び比較例を示す。

【００６４】＜ヘマタイト種晶の製造＞反応容器に、鉄
材４００Ｋｇと水とを投入して全容５ｍ³とした後、９
２℃まで昇温し、次いで、９２℃に維持しながら、濃度
３０％の希硝酸を１８ ｌ／分の割合で連続的に３０分
間添加することにより、硝酸第二鉄沈澱を生成させた。
次いで、上記硝酸第二鉄沈澱を含む懸濁液に濃度３０％
の希硝酸を５．６ ｌ／分の割合で５０分間連続的に添
加して加水分解反応を行った。反応懸濁液の一部を採取
し、１２０℃で乾燥して得られた赤褐色粉末は、ヘマタ
イトであり、平均粒子径が０．０５μｍであった。（種
晶Ｂとする。）

【００６５】＜ヘマタイト種晶の成長反応＞ 実施例１〜５ 粒状ヘマタイト種晶の成長反応における鉄材の量、ヘマ
タイト種晶スラリーの種類、濃度及び量、ヘマタイト種
晶の存在量、硝酸第一鉄の濃度及び量、全容、ヘマタイ
ト種晶の成長反応時における空気通気量、温度及び時間
を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形態と同様
にして粒状ヘマタイト粒子粉末を製造した。

【００６６】得られた粒状ヘマタイト粒子粉末の主要製
造条件及び諸特性を表１〜表２に示す。なお、実施例５
で得られた粒状ヘマタイト粒子粉末の粉砕前におけるＬ
^*値は２３．４７、ａ^*値は２８．３１及びｂ^*値は１
８．１０であった。

【００６７】＜加熱工程＞ 実施例６〜１３ 生成ヘマタイト粒子粉末の種類、加熱工程における温度
及び時間を種々変化させた以外は、前記発明の実施の形
態と同様にして粒状ヘマタイト粒子粉末を得た。得られ
た粒状ヘマタイト粒子粉末の主要製造条件及び諸特性を
表３に示す。

【００６８】なお、水溶液中から生成した実施例５の粒
状ヘマタイト粒子粉末を加熱して得られた粒状ヘマタイ
ト粒子は、粉砕後においても濃赤色を呈しており、粉砕
前と粉砕後で色相の変化はほとんどなかった。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】

【表３】

【００７２】

【発明の効果】本発明に係る粒状ヘマタイト粒子粉末の
製造法によれば、高純度であって平衡水分量が小さく、
且つ、吸油量が改善されており、しかも、着色力及び耐
熱性が優れている粒状ヘマタイト粒子粉末が得られるの
で、塗料用、着色樹脂用、印刷インキ用、化粧品用、建
材用赤色系着色酸化鉄顔料として好適である。

【００７３】更に、本発明に係る粒状ヘマタイト粒子粉
末の製造法によれば、上記諸特性を有する粒状ヘマタイ
ト粒子粉末をオートクレーブ等の特殊な容器を用いるこ
となく、安価な鉄原料を用いることにより得ることがで
きるので工業的、経済的に有利である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硝酸第一鉄水溶液に、鉄材とヘマタイト
   種晶との存在下、温度８０〜９０℃の範囲内において酸
   素含有ガスを通気することにより粒状ヘマタイト粒子を
   主成分とする赤褐色沈澱を生成させた後、該赤褐色沈澱
   を濾別、水洗、乾燥し、次いで、空気中４５０〜９００
   ℃の温度範囲で加熱することを特徴とする粒状ヘマタイ
   ト粒子粉末の製造法。
2. 【請求項２】 ヘマタイト種晶が、鉄材を含む温度９０
   〜９５℃の水溶液に、該温度範囲に維持しながら希硝酸
   を添加することにより硝酸第二鉄沈澱を生成させ、次い
   で、該硝酸第二鉄を加水分解することにより生成したヘ
   マタイト粒子であることを特徴とする請求項１記載の粒
   状ヘマタイト粒子粉末の製造法。